JP4194428B2

JP4194428B2 - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP4194428B2
Application number: JP2003177874A
Authority: JP
Inventors: 和芳近藤; 学富山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-06-23
Also published as: JP2005017330A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像器に補給するトナーを収容した着脱自在なトナー容器を有するトナー補給装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トナー補給装置を備えた画像形成装置は、現像器にトナーを補給する場合、補給用トナーが充填されたトナー容器を装置にセットし、トナー容器内のトナーをトナー収容部に一時的に収容した後に現像器内に補給している。そして、トナー収容部又は現像器内に設けたトナー検知手段により、トナー量を所定のタイミングで繰り返し検知し、この検知結果に基づいてトナー容器からトナー収容部を介して現像器にトナーを補給している。例えば、特許文献１又は２に記載される画像形成装置においては、トナー収容部内にトナー検知手段を設け、トナー量を繰り返し検知する。そして、トナー量が所定の閾値を下回った時にトナー容器からトナー収容部にトナー補給動作を行って、トナー収容部内のトナー量が回復するか否かを判断し、トナー量が回復しない場合にトナーニアエンドと判定している。そのため、トナー収容部内のトナー量が閾値を下回ってからトナーニアエンドの判定を行うまでにある程度の時間が必要となっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２０７２１３号公報
【特許文献２】
特開平１０−３１９６９４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、トナー収容部内のトナー量が閾値を下回ってから形成する画像の画像面積率が大きいと、トナー量の回復の程度が遅くなったり、トナーニアエンド判定時の現像器内のトナー量が少なくなったりする。その結果、トナー収容部内のトナー量が閾値を下回ってからトナーニアエンドの判定を行うまでの間に、トナー容器内のトナーがなくなるトナー切れとなった状態で画像形成動作を行ってしまう。或いは、トナーニアエンドの判定を行ってからトナーエンドとなるまでの間に、トナー切れとなった状態で画像形成動作を行ってしまう。
【０００５】
従来の画像形成装置は、現像器又はトナー収容部の容量が十分に大きいので、トナー容器内のトナーがなくなっても、現像器又はトナー収容部内にトナーが十分残っているため、従来のトナーニアエンドの方法で実用上問題ない。これに対し、画像形成装置の小型化を図る為に、現像器の容量を小さくしたり、トナー収容部を省略したりした場合、従来のトナーニアエンドの方法ではトナー切れで異常画像が発生してしまう虞がある。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、トナーニアエンドを早期に判定し、トナー切れによる異常画像の発生を未然に防止することが可能なトナー補給装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、現像器に補給するトナーを収容し、一端部に形成されたトナー排出口に向けて回転によって収容トナーを搬送可能なトナーボトルと、該トナー排出口が横に向くように装着された該トナーボトルの該トナー排出口から排出されたトナーを受ける周壁と、該周壁の所定の高さに形成された現像器内に連通する補給口と、前記トナー排出口に対向する鉛直方向の端壁とを有するホッパ部と、前記トナーボトルの前記トナー排出口が形成されている部分に係合して前記トナーボトルと共に回転する係合部材と、該係合部材に一端が固定され、他端が前記周壁の内面に弾性変形した状態で摺接するように形成された、前記トナーボトルの回転軸方向の幅を有するトナー押し出し部材とを有し、前記トナーボトルの回転に伴って回転する該トナー押し出し部材によって前記周壁の内面上のトナーをすくい上げて前記補給口に供給するトナー補給装置を備える画像形成装置であって、前記トナーボトル内から排出されるトナーの有無を検知するトナー検知手段を、前記ホップ部の前記端壁における、前記トナー排出口から排出されて落下したトナーを検知し得る箇所に設けるとともに、前記トナー押し出し部材は、前記回転によって前記トナー検知手段の検知面を弾性変形しながら摺擦し得るように、該検知面に対向する箇所で、前記端壁内面を超えて前記回転軸方向の幅を部分的に大きくした箇所を折り曲げて該検知面用の摺擦部を形成した前記トナー検知手段の清掃手段も兼ねる形状とし、かつ、前記トナー押し出し部材の前記周壁内面に対する摺接圧よりも前記トナー押し出し部材の前記トナー検知手段の検知面に対する摺接圧が小さくなるように形成したことを特徴とするものである。
請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記トナー検知手段が圧電振動方式のセンサであることを特徴とするものである。
請求項３の画像形成装置は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記トナー検知手段の出力信号の伝達手段が、伸縮自在の電線により構成されることを特徴とするものである。
請求項４の画像形成装置は、請求項３の画像形成装置において、上記伸縮自在の電線は、上記トナー補給装置を支持する支持台に形成されたクランク形状部に保持されることを特徴とするものである。
請求項５の画像形成装置は、請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置において、上記トナー押し出し部材を複数有し、そのうち上記トナー検知手段の清掃手段も兼ねる形状をしたトナー押し出し部材を単数有することを特徴とするものである。
この画像形成装置のトナー補給装置は、トナー容器内のトナー量が少なくなると、トナー搬送路内に排出されるトナー量も少なくなるため、トナー容器内のトナーの有無は、トナー検知手段によって直ちに検知することができる。よって、トナー補給装置に備えられたトナー検知手段は、現像器に備えられたトナー検知手段がトナーニアエンドを検知する従来の場合に比べ、トナーニアエンドを早期に検知することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、複写機という）について適用した実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係る複写機の概略構成及び動作について説明する。図１は複写機の構成を示す概略構成図である。この複写機は、図１に示すように、矢印Ａ方向に回転可能に取り付けられたドラム状の感光体１の周囲に、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６、除電装置７等が配設されている。
【０００９】
上記現像装置４は、現像器１０内にキャリアとトナーとからなる２成分系現像剤が収容され、現像剤担持体としての現像スリーブ１１の一部が現像器１０の開口部から感光体１に向かって露出されている。現像スリーブ１１は、中空円筒状に形成されたアルミニウム等の非磁性体よりなり、その内部にマグネットローラ或いは複数のマグネットが配置され、所定の位置に磁極が形成されている。そして、この現像スリーブ１１は、図示しない駆動機構により矢印Ｂ方向に回転し、現像剤を感光体１との対向部分である現像領域に搬送する。また、現像器１０内には、現像剤とトナーとを混合・撹拌するスクリュー１２、１３が配設されている。
【００１０】
上記構成の複写機において、感光体１は、帯電装置２により一様に帯電された後、露光装置３から画像情報により強度変調された露光用の光が照射されて露光されることで画像情報が書き込まれ、静電潜像が形成される。現像器１０内の現像剤は、スクリュー１２、１３により撹拌され、トナーとキャリアとの摩擦帯電で静電潜像に付着するような極性に帯電する。この帯電した現像剤は、現像スリーブ１１によって汲み上げられ、感光体１の表面と接触する。この接触の際に、トナーが感光体１上の静電潜像に付着し現像が行われる。また、転写材１４が図示しない給紙装置により所定のタイミングで給紙され、一対の転写材ガイド部材１５により感光体１と密着するように搬送される。そして、現像によって感光体１上に形成されたトナー像が、転写装置５によって転写紙１４上に転写される。トナー像が転写された転写材１４は、図示しない分離チャージャにより感光体１から分離され、図示しない定着装置に送られ、熱と圧力によってトナーが融着され、コピー紙として機外に排出される。一方、転写後の感光体１上に残った転写残トナーは、クリーニング装置６によって掻き落とされる。そして、クリーニング後の感光体１は、除電装置７により残留電荷除去され、帯電装置２による次の帯電に備えられる。
【００１１】
ところで、上記現像装置４においては、現像器１０内の現像剤のうちトナーが現像の度に消費されていく。現像剤中のトナー濃度は、現像器１０に設けられた図示しないトナー濃度センサにより、所定のタイミングで検知される。トナー濃度センサによる検知結果は、図示しない制御部に送られ、制御部により現像剤のトナー濃度が所定のトナー濃度よりも低下したか否かが判別される。そして、トナー濃度が所定のトナー濃度よりも低下していることが検知された場合には、現像装置の側方に設けられた後述するトナー補給装置２０によってトナー容器としてのトナーボトル２１からトナーが現像器１０内に供給される。これにより、現像剤のトナー濃度が所定の濃度に保たれて、画像濃度が一定に保たれる。上記トナー濃度センサとしては、例えば現像剤の透磁率を測定することでトナー濃度を検知する透磁率センサなどを用いることができる。
【００１２】
次に、上記トナー補給装置２０について説明する。図２は、トナー補給装置の構成を示す斜視図である。図３は、トナー補給装置を本体から引き出した時の様子を示す斜視図である。図４は、トナーボトルの開口部に係合する押し出し部の構成を示す斜視図である。トナー補給装置２０は、図２に示すように、本体側板２２に固定された駆動モータ２３、本体側板２２から矢印Ｃ方向に引き出し可能な支持台２４、支持台２４から脱着可能なトナーボトル２１を備える。さらに、駆動モータ２３に取り付けられ矢印Ｃ方向に伸縮可能なスプリング２５と矢印Ｄ方向に回転可能な回転軸２６とからなるジョイント部２７、支持台２４の先端に固定されたトナー搬送路としてのホッパ部２８を備える。装着時のトナーボトル２１は、開口部２１ｂ側の端部がホッパ部２８内で回転可能に支持され、伸縮可能なジョイント部２７によってホッパ部２８に向けて押し付けられた状態である。そして、トナーボトル２１は、駆動モータ２３の駆動によりジョイント部２７と連れ回って矢印Ｄ方向に回転する。
【００１３】
さらに、上記ホッパ部２８の端には、操作ハンドル２９が取り付けられている。この操作ハンドル２９を矢印Ｅ方向に操作すると、ホッパ部２８内の図示しないボトルキャップがトナーボトル２１の開口部から離れて、トナーボトル２１が開口する。一方、操作ハンドル２９を図中手前方向に引っ張ると、図３に示すように、トナーボトル２１が駆動モータ２３のジョイント部２７から離れ、トナー補給装置２０を矢印Ｃ方向に引き出すことができる。このように、トナー補給装置２０が引き出されると、トナーボトル２１がホッパ部２８内から取り出し可能となり、トナーボトル２１の交換が可能となる。
【００１４】
上記トナーボトル２１は、その内壁面に容器内部に突出するスクリュー状の突起２１ａが形成され、トナーボトル２１が矢印Ｄ方向に回転駆動されると内部に収容されているトナーが開口部２１ｂ側に向かって搬送されるようになっている。また、このトナーボトル２１の開口部２１ｂには、トナーボトル２１の回転と共に回転して、トナーボトル２１から排出されるトナーをホッパ部２８側に搬送する押し出し部３０が係合している。押し出し部３０には、図４に示すように、トナー押し出し部材３１が押し出し部の回転軸上に等間隔に４枚取り付けられ、自由端がホッパ部２８の内壁面に弾性変形した状態で摺接するように形成されている。
【００１５】
また、上記ホッパ部２８には、押し出し部３０の回転軸方向と直交する方向の内壁面に、ホッパ部２８内のトナーの有無を検知するトナー検知手段としての圧電振動方式のトナーセンサ３２が設置されている。圧電振動方式のトナーセンサ３２は、ホッパ部２８の内壁面に面する検知面が圧電振動素子により振動し、その振動がトナー付着により妨げられてトナーの有無を検知する。なお、圧電振動方式のトナーセンサは、発光側検知面と受講側検知面が必要となる光学方式のセンサに比べ、簡易な構成で、トナー量を正確に把握できる。
【００１６】
上記構成のトナー補給装置２０は、必要に応じてＯＮされた駆動モータ２３からの駆動によりトナーボトル２１が回転すると、トナーボトル２１内のトナーが開口部２１ｂから図１中矢印Ｆ方向に落下してホッパ部２８内に排出される。ホッパ部２８内に排出されたトナーは、トナーボトル２１と共に回転する押し出し部材３１により、矢印Ｄ方向にすくい上げられ、ホッパ部２８に設けられた補給口３３を通過するように、矢印Ｇ方向に押し出される。ホッパ部２８から押し出されたトナーは、ホッパ部２８に連結された現像器１０内に補給される。トナーボトル２１内のトナーが減少すると、トナーボトル２１の開口部２１ｂからホッパ部２８内に排出されるトナー量も減少、結果としてホッパ部２８内に溜まるトナー量が減少する。ホッパ部２８内に溜まっているトナー量が減少すると、ホッパ部２８の内壁面に設置されたトナーセンサ３２がトナー無しを検出しトナーニアエンドとなる。
【００１７】
ここで、ホッパ部３８に設置されたトナーセンサ３２の設置箇所による違いを実験例により説明する。
（実験例１）
図５は、実験例１におけるトナー補給装置の概略構成図である。実験例１では、図５に示すように、トナーセンサ３２を、押し出し部３０の回転軸方向に対して直交する方向のホッパ部２８の内壁面に設置した。そして、トナーセンサ３２がトナーなしを検知した際のトナーボトル２１内のトナー残量、及び現像器１０内のトナー濃度低下の判定結果を表１に示す。なお、トナーボトル２１の初期トナー量は６００ｇである。
【表１】

【００１８】
（実験例２）
図６は、実験例２におけるトナー補給装置の概略構成図である。実験例２では、図６に示すように、トナーセンサ１００を、押し出し部３０の回転軸方向に対して平行に延在するホッパ部２８の内壁面底部に設置した。そして、トナーセンサ１００がトナーなしを検知した際のトナーボトル２１内のトナー残量、及び現像器１０内のトナー濃度低下の判定結果を表２に示す。なお、トナーボトル２１の初期トナー量は６００ｇである。
【表２】

【００１９】
表１の結果から、実験例１では、現像器１０内でトナー濃度不足が発生する前にトナーセンサ３２がトナーボトル２１内のトナーなしを検知することができたのがわかる。実験例１では、トナーセンサ３２が押し出し部３０の回転軸方向に対して直交する方向のホッパ部２８の内壁面に設置され、検知面が垂直に立ち上がっているため、トナーセンサ３２の検知面にトナーが残留しにくい。これに対し、表２の結果から、実験例２ではトナーセンサ１００がトナーボトル２１内のトナーなしを検知する前に、現像器１０内でトナー濃度不足が発生しているのがわかる。実験例２では、トナーセンサ１００がホッパ部２８の内壁面底部に設置されているために、トナーセンサ１００がホッパ部２８内で搬送されずに残っている微量トナーを検知する。そのため、トナーセンサ１００は、現像器１０内に搬送されるべきトナーが残っていないにもかかわらずトナーなしを検知しない。つまり、トナーセンサ１００がトナーなしを検知するのが遅れ、その間に現像器１０内のトナー濃度が低下してしまい、トナー切れによる異常画像が発生してしまう虞がある。このように、トナーセンサ３２を押し出し部３０の回転軸方向に対して直交する方向のホッパ部２８の内壁面に設置することにより、現像器１０内でトナー不足が発生する前に、トナーボトル２１内のトナーなしを検知することができる。
【００２０】
ところで、トナー補給装置２０は、装置本体に対して引き出した状態でトナーボトル２１の交換が行われる。図７は、トナー補給装置２０の支持台２４の構成を示す斜視図である。トナー補給装置２０に備えられたトナーセンサ３２の出力信号は、伸縮自在の電線としてのカールコード３４により、図示しない信号受信装置に伝達される。カールコード３４が伸縮自在なため、トナーボトル２１の着脱作業時にトナーセンサ３２の接続端子の付け外しが不要になり、付け忘れを防止することができる。また、カールコード３４は、図７に示すように、トナー補給装置２０の支持台２４の幾重のクランク形状部２４ａにより保持されており、トナー補給装置２０（支持台２４）を引き出した状態でもカールコード３４が外れることはない。このように、支持台２４にクランク形状部２４ａを形成することにより、カールコード３４を保持するための余分なクランプ類が不要になり、コストの低減を図ることが可能となる。
【００２１】
次に、上述した押し出し部の変形例について説明する。上記トナーセンサ３２の検知性能を上げるためには、トナーセンサ３２の検知面の異物除去が必要となる。図８は、押し出し部の変形例を説明する斜視図である。図９は、押し出し部の第１の押し出し部材の構成を示す斜視図である。図１０は、押し出し部の第２の押し出し部材の構成を示す斜視図である。図８に示すように、押し出し部４０は、第１及び第２のトナー押し出し部材４１、４２が回転軸上に等間隔に４枚取り付けられ、自由端が内壁面に弾性変形した状態で摺接するように形成されている。そして、そのうち１枚の第２のトナー押し出し部材４２がトナーセンサ３２の清掃手段を兼ねた形状をしている。第１のトナー押し出し部材４１は、図９に示すように、回転軸に固定される固定部材４１ａと、ホッパ部２８内の内壁面に弾性変形した状態で摺接する弾性部材４１ｂとから構成される。第２のトナー押し出し部材４２は、図１０に示すように、回転軸に固定される固定部材４２ａと、ホッパ部２８内の内壁面に弾性変形した状態で摺接し、かつトナーセンサ３２の検知面に摺接するように一部幅が大きく形成されて曲げられた弾性部材４２ｂとから構成される。このとき、第２のトナー押し出し部材４２とトナーセンサ３２の検知面との摺接圧が、第１のトナー押し出し部材４１とホッパ部２８の内壁面との摺接圧よりも小さくなるように、第２のトナー押し出し部材４２の弾性部材４２ｂの一部があらかじめ略直角に曲げられている。
【００２２】
このように、押し出し部４０においては、第２のトナー押し出し部材４２がトナーセンサ３２の清掃手段も兼ねることで、別の清掃手段を設ける必要がない。また、第２のトナー押し出し部材４２は、第２のトナー押し出し部材４２とトナーセンサ３２の検知面との摺接圧が第１のトナー押し出し部材４１とホッパ部２８の内壁面との摺接圧よりも小さくなるように形成されている。そのため、トナー搬送性能を落とさずに、トナーセンサ３２の検知面に与えるダメージを少なくすることができる。さらに、トナー押し出し部材４１、４２は、複数設けることでトナー搬送性能を上げることができるが、トナーセンサ３２の検知面の清掃回数が多すぎると検知面の劣化につながる。よって、４枚設けたトナー押し出し部材４１、４２のうち、１枚の第２のトナー押し出し部材４２のみが清掃手段を兼ねることにする。これにより、トナー搬送性能を落とさずに、さらにトナーセンサ３２の検知面に与えるダメージを少なくでき、第２のトナー押し出し部材４２が検知面に接触して受けるトナーセンサ３２の外乱を減少させることができる。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態に係るトナー補給装置２０は、トナー搬送路としてのホッパ部２８にトナーの有無を検知するトナー検知手段としてのトナーセンサ３２を備えている。ここで、トナー容器としてのトナーボトル２１内のトナー量が少なくなると、ホッパ部２８内に排出されるトナー量も少なくなるため、トナーボトル２１内のトナーの有無は、上記トナーセンサ３２によって直ちに検知することができる。よって、トナー補給装置２０に備えられたトナーセンサ３２は、現像器１０に備えられたトナー濃度センサがトナーニアエンドを検知する従来の場合に比べ、トナーニアエンドを早期に検知することが可能となる。
また、本実施形態に係るトナー補給装置２０は、トナー検知手段として、圧電振動方式のトナーセンサ３２を用いている。圧電振動方式のトナーセンサ３２は、他の方式のセンサに比べ、ホッパ部２８内の残っているトナー量を正確に把握でき、構成が簡易である。
また、本実施形態に係るトナー補給装置２０は、トナーセンサ３２がトナー搬送手段としてのトナー押し出し部材３１の回転軸方２６向に対して直交するホッパ部２８内の内壁面に設置されている。すなわち、トナーセンサ３２の検知面が垂直に立ち上がっている。よって、ホッパ部２８内に搬送されずに残っている微量のトナーがトナーセンサ３２の検知面に残る心配がなく、誤検知を防止することができる。
また、本実施形態に係るトナー補給装置２０は、トナーセンサ３２の出力信号の伝達手段が、伸縮自在の電線としてのカールコード３４により構成される。よって、トナーボトル２１の着脱作業時に、トナーセンサ３２の接続端子の付け外しが不要になり、付け忘れを防止することができる。
また、本実施形態に係るトナー補給装置２０は、カールコード３４が支持台２４のクランク形状部２４ａに保持される。よって、カールコード３４を保持するための余分なクランプ類が不要になり、コストの低減を図ることが可能となる。また、本実施形態に係るトナー補給装置２０は、第２のトナー押し出し部材４２がトナーセンサ３２の清掃手段も兼ねた形状をしているので、別に清掃手段を設ける必要がない。また、この第２のトナー押し出し部材４２とトナーセンサ３２の検知面との摺接圧を小さくしているので、トナーセンサ３２の検知面に与えるダメージを小さくすることができる。
また、本実施形態に係るトナー補給装置３０は、複数設けたトナー押し出し部材４１、４２の内、清掃手段も兼ねた第２のトナー押し出し部材４２をひとつとしている。よって、トナー搬送性能を落とさずに、トナーセンサ３２の検知面に与えるダメージを小さくし、第２のトナー押し出し部材４２がトナーセンサ３２の検知面に接触して受ける外乱を最小限にすることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、トナーニアエンドを早期に判定し、トナー切れによる異常画像の発生を未然に防止することが可能なトナー補給装置を備えた画像形成装置を提供することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る複写機器の構成を示す概略構成図。
【図２】トナー補給装置の構成を示す斜視図。
【図３】同トナー補給装置を本体から引き出した時の様子を示す斜視図
【図４】同トナー補給装置のトナーボトルの開口部に係合する押し出し部の構成を示す斜視図。
【図５】実験例１におけるトナー補給装置の概略構成図。
【図６】実験例２におけるトナー補給装置の概略構成図。
【図７】同トナー補給装置の支持台の構成を示す斜視図。
【図８】押し出し部の変形例を説明する斜視図。
【図９】同押し出し部の第１の押し出し部材の構成を示す斜視図。
【図１０】同押し出し部の第２の押し出し部材の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１感光体
４現像装置
１０現像器
２０トナー補給装置
２１トナーボトル
２３駆動モータ
２４支持台
２７ジョイント部
２８ホッパ部
２９操作ハンドル
３０、４０押し出し部
３１トナー押し出し部材
３２トナーセンサ
４１第１のトナー押し出し部材
４２第２のトナー押し出し部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus including a toner replenishing device having a detachable toner container containing toner to be replenished to a developing device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when an image forming apparatus provided with a toner replenishing device replenishes toner to a developing device, a toner container filled with replenishing toner is set in the apparatus, and the toner in the toner container is temporarily stored in the toner container. After being accommodated, the developer is replenished. Then, the toner amount is repeatedly detected at a predetermined timing by toner detection means provided in the toner container or the developing device, and toner is supplied from the toner container to the developing device via the toner container based on the detection result. ing. For example, in the image forming apparatus described in Patent Document 1 or 2, a toner detection unit is provided in the toner container, and the toner amount is repeatedly detected. Then, when the toner amount falls below a predetermined threshold, a toner replenishment operation is performed from the toner container to the toner storage unit to determine whether or not the toner amount in the toner storage unit is restored. Judged to be near-end. For this reason, a certain amount of time is required until the toner near-end determination is made after the amount of toner in the toner storage portion falls below the threshold value.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-207213 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-319694
[Problems to be solved by the invention]
However, if the image area ratio of the image formed after the toner amount in the toner storage portion falls below the threshold value is large, the degree of recovery of the toner amount becomes slow, or the toner amount in the developing device at the time of toner near-end determination decreases. Or As a result, the image forming operation is performed in a state where the toner in the toner container runs out until the toner near-end determination is made after the amount of toner in the toner storage portion falls below the threshold value. Alternatively, the image forming operation is performed in a state where the toner has run out from the determination of the toner near end to the end of the toner.
[0005]
The conventional image forming apparatus has a sufficiently large capacity of the developing device or the toner container, so that even if the toner in the toner container is exhausted, the toner remains in the developing device or the toner container. There is no practical problem with this method. On the other hand, if the capacity of the developing device is reduced or the toner container is omitted in order to reduce the size of the image forming apparatus, the conventional toner near-end method generates an abnormal image due to running out of toner. There is a risk of it.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an image forming apparatus provided with a toner replenishing device that can determine toner near-end at an early stage and prevent the occurrence of abnormal images due to running out of toner. The purpose is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to a first aspect of the present invention includes a toner bottle that accommodates toner to be replenished to a developing device and can convey the accommodated toner by rotation toward a toner discharge port formed at one end. A peripheral wall that receives the toner discharged from the toner discharge port of the toner bottle mounted so that the toner discharge port faces sideways, and a replenishment that communicates with a developing device formed at a predetermined height of the peripheral wall A hopper portion having a mouth and a vertical end wall facing the toner discharge port, and an engagement member that engages with a portion of the toner bottle where the toner discharge port is formed and rotates together with the toner bottle And a toner push-out member having a width in the direction of the rotation axis of the toner bottle, wherein one end is fixed to the engaging member and the other end is in sliding contact with the inner surface of the peripheral wall in an elastically deformed state. And An image forming apparatus including a toner replenishing device that scoops up toner on the inner surface of the peripheral wall and supplies the toner to the replenishing port by the toner pushing member that rotates as the toner bottle rotates, and is discharged from the toner bottle. Toner detecting means for detecting the presence or absence of the toner to be detected is provided at a position on the end wall of the hop portion where the toner discharged from the toner discharge port can be detected and the toner push-out member is rotated by the rotation. Bending a portion where the width in the direction of the rotation axis is partially increased beyond the inner surface of the end wall at a location facing the detection surface so that the detection surface of the toner detection means can be rubbed while being elastically deformed. And a shape that also serves as a cleaning means of the toner detection means that forms a rubbing portion for the detection surface, and the peripheral wall of the toner push-out member It is characterized in that the sliding contact pressure against the detection surface of the toner detection means of the toner pushing member than sliding contact pressure is formed such Naru rather small relative to the surface.
An image forming apparatus according to a second aspect is the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the toner detecting means is a piezoelectric vibration type sensor.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the first or second aspect, wherein the output signal transmission means of the toner detection means is constituted by an extendable electric wire.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third aspect, the telescopic electric wire is held by a crank-shaped portion formed on a support base that supports the toner replenishing device. Is.
The image forming apparatus according to claim 5, in any of the image forming apparatus according to claim 1 to 4, has a plurality of upper Symbol toner pushing member, preparative toner extruded in the form of them also serves as the cleaning device for the toner detection means It is characterized by having a single member.
In the toner replenishing device of this image forming apparatus, if the amount of toner in the toner container decreases, the amount of toner discharged into the toner transport path also decreases, so the presence or absence of toner in the toner container is immediately detected by the toner detection means. can do. Therefore, the toner detecting means provided in the toner replenishing device can detect the toner near end earlier than the conventional case where the toner detecting means provided in the developing device detects the toner near end.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic copying machine (hereinafter referred to as a copying machine) which is an image forming apparatus will be described.
First, the schematic configuration and operation of the copier according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of a copying machine. As shown in FIG. 1, the copying machine includes a charging device 2, an exposure device 3, a developing device 4, a transfer device 5, and a cleaning device around a drum-shaped photosensitive member 1 that is rotatably mounted in an arrow A direction. 6, the static elimination apparatus 7 grade | etc., Is arrange | positioned.
[0009]
In the developing device 4, a two-component developer composed of a carrier and toner is accommodated in the developing device 10, and a part of the developing sleeve 11 as a developer carrying member is transferred from the opening of the developing device 10 to the photosensitive member 1. It is exposed towards. The developing sleeve 11 is made of a non-magnetic material such as aluminum formed in a hollow cylindrical shape, and a magnet roller or a plurality of magnets are disposed therein, and a magnetic pole is formed at a predetermined position. The developing sleeve 11 is rotated in the direction of arrow B by a driving mechanism (not shown), and conveys the developer to a developing region that is a portion facing the photoreceptor 1. In the developing device 10, screws 12 and 13 for mixing and stirring the developer and toner are disposed.
[0010]
In the copying machine having the above-described configuration, the photosensitive member 1 is uniformly charged by the charging device 2 and then exposed to exposure light that is irradiated with intensity-modulated light from the exposure device 3 according to image information. Are written to form an electrostatic latent image. The developer in the developing device 10 is agitated by the screws 12 and 13 and is charged to such a polarity as to adhere to the electrostatic latent image by frictional charging between the toner and the carrier. The charged developer is drawn up by the developing sleeve 11 and comes into contact with the surface of the photoreceptor 1. During this contact, the toner adheres to the electrostatic latent image on the photoreceptor 1 and development is performed. Further, the transfer material 14 is fed at a predetermined timing by a paper feeding device (not shown), and is conveyed so as to be in close contact with the photosensitive member 1 by a pair of transfer material guide members 15. Then, the toner image formed on the photoreceptor 1 by development is transferred onto the transfer paper 14 by the transfer device 5. The transfer material 14 onto which the toner image has been transferred is separated from the photoreceptor 1 by a separation charger (not shown), sent to a fixing device (not shown), and the toner is fused by heat and pressure, and is discharged out of the machine as copy paper. . On the other hand, the untransferred toner remaining on the photoreceptor 1 after the transfer is scraped off by the cleaning device 6. Then, the cleaned photoreceptor 1 is subjected to residual charge removal by the charge eliminating device 7 and prepared for the next charging by the charging device 2.
[0011]
By the way, in the developing device 4, the toner in the developer in the developing device 10 is consumed for each development. The toner concentration in the developer is detected at a predetermined timing by a toner concentration sensor (not shown) provided in the developing device 10. The detection result by the toner concentration sensor is sent to a control unit (not shown), and the control unit determines whether or not the toner concentration of the developer has decreased below a predetermined toner concentration. When it is detected that the toner concentration is lower than the predetermined toner concentration, the toner is supplied from the toner bottle 21 as a toner container by a toner replenishing device 20 (described later) provided on the side of the developing device. It is supplied into the developing device 10. As a result, the toner density of the developer is kept at a predetermined density, and the image density is kept constant. As the toner concentration sensor, for example, a magnetic permeability sensor that detects the toner concentration by measuring the magnetic permeability of the developer can be used.
[0012]
Next, the toner replenishing device 20 will be described. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the toner replenishing device. FIG. 3 is a perspective view showing a state when the toner supply device is pulled out from the main body. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the push-out portion that engages with the opening of the toner bottle. As shown in FIG. 2, the toner replenishing device 20 includes a drive motor 23 fixed to the main body side plate 22, a support base 24 that can be pulled out from the main body side plate 22 in the direction of arrow C, and a toner bottle 21 that can be detached from the support base 24. Prepare. Further, a hopper as a toner conveyance path fixed to the tip of the support base 24 and a joint portion 27 that is attached to the drive motor 23 and includes a spring 25 that can expand and contract in the direction of arrow C and a rotary shaft 26 that can rotate in the direction of arrow D. The unit 28 is provided. When the toner bottle 21 is mounted, the end on the opening 21b side is rotatably supported in the hopper portion 28 and is pressed against the hopper portion 28 by the extendable joint portion 27. Then, the toner bottle 21 rotates in the direction of the arrow D along with the joint portion 27 by driving of the drive motor 23.
[0013]
Further, an operation handle 29 is attached to the end of the hopper portion 28. When the operation handle 29 is operated in the direction of arrow E, a bottle cap (not shown) in the hopper 28 is separated from the opening of the toner bottle 21 and the toner bottle 21 is opened. On the other hand, when the operation handle 29 is pulled in the front direction in the figure, the toner bottle 21 is separated from the joint portion 27 of the drive motor 23 and the toner replenishing device 20 can be pulled out in the direction of arrow C as shown in FIG. As described above, when the toner replenishing device 20 is pulled out, the toner bottle 21 can be taken out from the hopper 28, and the toner bottle 21 can be replaced.
[0014]
The toner bottle 21 has a screw-like protrusion 21a that protrudes into the container on the inner wall surface. When the toner bottle 21 is driven to rotate in the direction of arrow D, the toner accommodated in the toner bottle 21 faces the opening 21b. It is designed to be transported towards you. Also, the opening portion 21 b of the toner bottle 21 is engaged with an extrusion portion 30 that rotates with the rotation of the toner bottle 21 and conveys the toner discharged from the toner bottle 21 to the hopper portion 28 side. As shown in FIG. 4, four toner extruding members 31 are attached to the extruding portion 30 at equal intervals on the rotating shaft of the extruding portion, and the free ends are in sliding contact with the inner wall surface of the hopper portion 28 in an elastically deformed state. It is formed as follows.
[0015]
Also, the hopper 28, the inner wall surface in a direction perpendicular to the rotational axis Direction of extrusion 30, the toner sensor 32 of the piezoelectric vibration method as a toner detecting means for detecting the presence or absence of the toner in the hopper 28 is set up. In the piezoelectric vibration type toner sensor 32, the detection surface facing the inner wall surface of the hopper portion 28 is vibrated by the piezoelectric vibration element, and the vibration is hindered by toner adhesion to detect the presence or absence of toner. The piezoelectric vibration type toner sensor can accurately grasp the toner amount with a simple configuration as compared with the optical type sensor that requires the light emitting side detection surface and the attendance side detection surface.
[0016]
In the toner replenishing device 20 configured as described above, when the toner bottle 21 is rotated by driving from the drive motor 23 which is turned on as necessary, the toner in the toner bottle 21 falls from the opening 21b in the direction of arrow F in FIG. To be discharged into the hopper 28. The toner discharged into the hopper 28 is scooped up in the direction of arrow D by the pushing member 31 that rotates together with the toner bottle 21 and pushed out in the direction of arrow G so as to pass through the supply port 33 provided in the hopper 28. It is. The toner pushed out from the hopper unit 28 is supplied into the developing device 10 connected to the hopper unit 28. When the toner in the toner bottle 21 is reduced, the amount of toner discharged from the opening 21b of the toner bottle 21 into the hopper 28 is also reduced. As a result, the amount of toner accumulated in the hopper 28 is reduced. When the amount of toner accumulated in the hopper portion 28 decreases, the toner sensor 32 installed on the inner wall surface of the hopper portion 28 detects the absence of toner and becomes a toner near end.
[0017]
Here, the difference according to the installation location of the toner sensor 32 installed in the hopper 38 will be described by an experimental example.
(Experimental example 1)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the toner replenishing device in Experimental Example 1. In Example 1, as shown in FIG. 5, a toner sensor 32, installed on the inner wall surface of the direction of the hopper portion 28 perpendicular to the rotational axis Direction of extrusion 30. Table 1 shows the remaining amount of toner in the toner bottle 21 when the toner sensor 32 detects the absence of toner and the determination result of the decrease in toner density in the developing device 10. The initial toner amount in the toner bottle 21 is 600 g.
[Table 1]

[0018]
(Experimental example 2)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a toner replenishing device in Experimental Example 2. In Example 2, as shown in FIG. 6, the toner sensor 100, installed on the inner wall surface bottom portion of the hopper 28 which extends parallel to the rotational axis Direction of extrusion 30. Table 2 shows the remaining amount of toner in the toner bottle 21 when the toner sensor 100 detects the absence of toner, and the determination result of the decrease in toner density in the developing device 10. The initial toner amount in the toner bottle 21 is 600 g.
[Table 2]

[0019]
From the results in Table 1, it can be seen that in Experimental Example 1, the toner sensor 32 was able to detect the absence of toner in the toner bottle 21 before the toner density in the developing device 10 was insufficient. In Experimental Example 1, the toner sensor 32 is installed on the inner wall surface of the direction of the hopper portion 28 perpendicular to the rotational axis Direction of extrusion 30, the detection surface is up to the vertical, the detection surface of the toner sensor 32 Toner hardly remains. On the other hand, from the results in Table 2, it can be seen that, in Experimental Example 2, the toner density is insufficient in the developing device 10 before the toner sensor 100 detects the absence of toner in the toner bottle 21. In Experimental Example 2, since the toner sensor 100 is installed at the bottom of the inner wall surface of the hopper portion 28, the toner sensor 100 detects a small amount of toner remaining without being conveyed in the hopper portion 28. Therefore, the toner sensor 100 does not detect the absence of toner even though there is no toner remaining in the developing device 10. That is, the toner sensor 100 is delayed in detecting the absence of toner, and during that time, the toner density in the developing device 10 decreases, and an abnormal image may be generated due to running out of toner. Thus, by installing the inner wall surface in the direction of the hopper portion 28 perpendicular to the rotational axis Direction of extrusion 30 of the toner sensor 32, before the toner shortage occurs in the developing device 10, toner bottle 21 can detect the absence of toner.
[0020]
Incidentally, the toner replenishing device 20 is replaced with the toner bottle 21 in a state where the toner replenishing device 20 is pulled out of the apparatus main body. FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the support base 24 of the toner supply device 20. The output signal of the toner sensor 32 provided in the toner replenishing device 20 is transmitted to a signal receiving device (not shown) by a curl cord 34 as an extendable electric wire. Since the curl cord 34 is extendable and retractable, it is not necessary to attach or detach the connection terminal of the toner sensor 32 when attaching or detaching the toner bottle 21, and forgetting to attach can be prevented. Further, as shown in FIG. 7, the curl cord 34 is held by the multiple crank-shaped portions 24a of the support base 24 of the toner replenishing device 20, and the curl cord 34 is curled even when the toner replenishing device 20 (support base 24) is pulled out. The code 34 will not come off. In this manner, by forming the crank-shaped portion 24a on the support base 24, unnecessary clamps for holding the curl cord 34 become unnecessary, and the cost can be reduced.
[0021]
Next, a modified example of the above-described extrusion unit will be described. In order to improve the detection performance of the toner sensor 32, it is necessary to remove foreign matter from the detection surface of the toner sensor 32. FIG. 8 is a perspective view for explaining a modified example of the pushing portion. FIG. 9 is a perspective view showing the configuration of the first pushing member of the pushing portion. FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of the second pushing member of the pushing portion. As shown in FIG. 8, the extruding portion 40 has four first and second

toner extruding members

41 and 42 mounted on the rotation shaft at equal intervals, and is in sliding contact with the free end elastically deformed on the inner wall surface. It is formed as follows. One of the second toner push-out members 42 has a shape also serving as a cleaning unit for the toner sensor 32. As shown in FIG. 9, the first toner push-out member 41 includes a fixed member 41 a that is fixed to the rotating shaft, and an elastic member 41 b that is in sliding contact with the inner wall surface in the hopper 28 while being elastically deformed. . As shown in FIG. 10, the second toner push-out member 42 is in sliding contact with a fixing member 42 a fixed to the rotation shaft in an elastically deformed state on the inner wall surface in the hopper 28, and the detection surface of the toner sensor 32. It is comprised from the elastic member 42b by which the one part width | variety was formed large and bent so that it might slide-contact with. At this time, the sliding contact pressure between the second toner pushing member 42 and the detection surface of the toner sensor 32 is smaller than the sliding contact pressure between the first toner pushing member 41 and the inner wall surface of the hopper portion 28. A part of the elastic member 42b of the second toner push-out member 42 is bent at a substantially right angle in advance.
[0022]
As described above, in the push-out portion 40, the second toner push-out member 42 also serves as the cleaning means for the toner sensor 32, so that it is not necessary to provide another cleaning means. Further, the second toner push-out member 42 has a sliding contact pressure between the second toner push-out member 42 and the detection surface of the toner sensor 32, and a sliding contact pressure between the first toner push-out member 41 and the inner wall surface of the hopper portion 28. It is formed to be smaller than that. Therefore, damage to the detection surface of the toner sensor 32 can be reduced without degrading the toner conveyance performance. Further, the toner conveying performance can be improved by providing a plurality of toner push-out

members

41 and 42. However, if the number of cleanings of the detection surface of the toner sensor 32 is excessive, the detection surface is deteriorated. Therefore, of the four toner push-out

members

41 and 42, only one second toner push-out member 42 also serves as a cleaning unit. Accordingly, damage to the detection surface of the toner sensor 32 can be further reduced without deteriorating the toner conveyance performance, and disturbance of the toner sensor 32 received by the second toner push-out member 42 contacting the detection surface can be reduced. it can.
[0023]
As described above, the toner replenishing device 20 according to the present embodiment includes the toner sensor 32 as a toner detection unit that detects the presence or absence of toner in the hopper 28 as a toner conveyance path. Here, when the amount of toner in the toner bottle 21 serving as a toner container decreases, the amount of toner discharged into the hopper 28 also decreases. Therefore, the presence or absence of toner in the toner bottle 21 is immediately detected by the toner sensor 32. can do. Therefore, the toner sensor 32 provided in the toner replenishing device 20 can detect the toner near end earlier than the conventional case where the toner density sensor provided in the developing device 10 detects the toner near end.
Further, the toner replenishing device 20 according to the present embodiment uses a piezoelectric vibration type toner sensor 32 as a toner detection unit. The piezoelectric vibration type toner sensor 32 can accurately grasp the amount of toner remaining in the hopper portion 28 and has a simple structure as compared with other types of sensors.
Further, in the toner replenishing device 20 according to the present embodiment, the toner sensor 32 is installed on the inner wall surface in the hopper portion 28 orthogonal to the direction of the rotation axis 26 of the toner push-out member 31 serving as the toner conveying means. That is, the detection surface of the toner sensor 32 rises vertically. Therefore, there is no fear that a small amount of toner remaining without being conveyed in the hopper 28 remains on the detection surface of the toner sensor 32, and erroneous detection can be prevented.
Further, in the toner replenishing device 20 according to the present embodiment, the means for transmitting the output signal of the toner sensor 32 is constituted by a curl cord 34 as an extendable electric wire. Therefore, when the toner bottle 21 is attached or detached, it is not necessary to attach or remove the connection terminal of the toner sensor 32, and it is possible to prevent forgetting to attach.
In the toner replenishing device 20 according to the present embodiment, the curl cord 34 is held by the crank-shaped portion 24 a of the support base 24. Therefore, extra clamps for holding the curl cord 34 are not necessary, and the cost can be reduced. Further, in the toner replenishing device 20 according to the present embodiment, since the second toner push-out member 42 has a shape also serving as a cleaning unit for the toner sensor 32, it is not necessary to provide a separate cleaning unit. Further, since the sliding contact pressure between the second toner pushing member 42 and the detection surface of the toner sensor 32 is reduced, damage to the detection surface of the toner sensor 32 can be reduced.
The toner replenishing device 30 according to the present embodiment includes one second toner push-out member 42 that also serves as a cleaning unit among the plurality of toner push-out

members

41 and 42. Therefore, damage to the detection surface of the toner sensor 32 can be reduced without degrading the toner conveyance performance, and disturbance caused by the second toner push-out member 42 contacting the detection surface of the toner sensor 32 can be minimized. it can.
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is an excellent effect that it is possible to provide an image forming apparatus including a toner replenishing device that can determine toner near-end at an early stage and prevent the occurrence of abnormal images due to running out of toner. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a copying machine according to an embodiment.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of a toner supply device.
FIG. 3 is a perspective view showing a state when the toner replenishing device is pulled out from the main body. FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a push-out portion that engages with an opening of a toner bottle of the toner replenishing device.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a toner replenishing device in Experimental Example 1.
6 is a schematic configuration diagram of a toner replenishing device in Experimental Example 2. FIG.
FIG. 7 is a perspective view illustrating a configuration of a support base of the toner supply device.
FIG. 8 is a perspective view for explaining a modified example of the pushing portion.
FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a first pushing member of the pushing portion.
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a second pushing member of the pushing portion.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 4 Developing device 10 Developing device 20 Toner replenishing device 21 Toner bottle 23 Drive motor 24 Support base 27 Joint portion 28 Hopper portion 29

Operation handle

30, 40 Pushing portion 31 Toner pushing member 32 Toner sensor 41 First toner pushing member 42 Second toner push-out member

Claims

A toner bottle that contains toner to be replenished to the developing device and that can convey the contained toner by rotation toward a toner discharge port formed at one end;
A peripheral wall that receives toner discharged from the toner discharge port of the toner bottle that is mounted so that the toner discharge port faces sideways, and a replenishment port that communicates with a developing device formed at a predetermined height of the peripheral wall A hopper having a vertical end wall facing the toner discharge port,
An engagement member that engages with a portion where the toner discharge port of the toner bottle is formed and rotates together with the toner bottle, one end is fixed to the engagement member, and the other end is elastically deformed to the inner surface of the peripheral wall A toner push-out member having a width in the rotation axis direction of the toner bottle formed so as to be in sliding contact with the toner bottle,
An image forming apparatus including a toner replenishing device that scoops up toner on the inner surface of the peripheral wall and supplies the toner to the replenishing port by the toner pushing member that rotates as the toner bottle rotates.
A toner detecting means for detecting the presence or absence of toner discharged from the toner bottle is provided at a position on the end wall of the hop portion where the toner discharged and dropped from the toner discharge port can be detected.
The toner push-out member is
The width in the direction of the rotation axis is partially increased beyond the inner surface of the end wall at a location facing the detection surface so that the rotation can be rubbed while elastically deforming the detection surface of the toner detection means. A shape that also serves as a cleaning means for the toner detection means that is formed by bending a portion to form a rubbing portion for the detection surface; and
An image forming apparatus characterized by being formed as sliding contact pressure against the detection surface of the toner detection means of the toner pushing member than sliding contact pressure against the inner surface of the peripheral wall of the toner pushing member is Naru rather small.

The image forming apparatus according to claim 1.
An image forming apparatus, wherein the toner detection means is a piezoelectric vibration type sensor.

The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
An image forming apparatus, wherein the output signal transmission means of the toner detection means is constituted by an extendable electric wire.

The image forming apparatus according to claim 3.
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the telescopic electric wire is held by a crank-shaped portion formed on a support base that supports the toner supply device.

The image forming apparatus according to claim 1 to 4,
An image forming apparatus comprising a plurality of the toner extruding members, and a single toner extruding member having a shape also serving as a cleaning means of the toner detecting means.